JPWO2018198191A1 - Power conversion device and power conversion system - Google Patents
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Abstract
非常停止を確実に行うことができる安全性を確保し、かつ、故障監視機能を備えた電力変換装置及び電力変換システムを提供する。電力変換装置は、主回路部にPWM信号を送信する制御回路部を備え、電動機の運転/停止を行う運転指令信号と、非常停止を行う第1の非常停止指令信号と、を備え、前記制御回路部は、PWM信号発生回路と、PWM信号が出力されるタイミングを制御、かつ、動作を監視する試験信号発生及び監視回路部と、前記運転指令信号が運転状態であり、かつ第1の非常停止指令信号が非常停止状態でないときに、所定の時間T3、Lレベルを出力するオンディレイ3出力信号と、その出力中に、試験パルス発生指令信号を出力してPWM信号の出力をオン/オフ制御し、前記第1の非常停止指令信号を受信したとき、又は第1の試験ロック信号が出力されたとき、上位監視装置に応答信号として第1のアンサ信号を送信する。Provided are a power conversion device and a power conversion system that ensure safety capable of reliably performing an emergency stop and have a failure monitoring function. The power conversion apparatus includes a control circuit unit that transmits a PWM signal to the main circuit unit, and includes an operation command signal for operating / stopping the electric motor and a first emergency stop command signal for performing an emergency stop, and the control The circuit unit includes a PWM signal generation circuit, a test signal generation and monitoring circuit unit that controls the timing at which the PWM signal is output and monitors the operation, the operation command signal is in an operating state, and the first emergency An on-delay 3 output signal that outputs a predetermined time T3 and L level when the stop command signal is not in an emergency stop state, and during that output, a test pulse generation command signal is output to turn on / off the PWM signal. When the first emergency stop command signal is received or when the first test lock signal is output, the first answer signal is transmitted as a response signal to the host monitoring device.
Description
本発明の実施形態は、電力変換装置及び電力変換システムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a power conversion device and a power conversion system.
電力変換装置を確実に停止させるために、緊急停止回路の信頼性が課題となる。緊急停止回路が健全であることを自己診断する事が必要であるが、診断回路が複雑になると、却って装置全体の信頼性を損なうという課題がある。 In order to reliably stop the power conversion device, the reliability of the emergency stop circuit becomes an issue. Although it is necessary to self-diagnose that the emergency stop circuit is healthy, there is a problem that the reliability of the entire apparatus is impaired when the diagnostic circuit becomes complicated.
モータを駆動する電力変換装置であるドライブ装置において、インバータ部を駆動するゲート駆動回路とゲート駆動回路に与えるPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)信号を生成するPWM発生回路との間に介在される安全停止回路において、外部電力遮断用端子と、外部電力遮断用端子と連動してPWM信号の何れかを遮断するPWM信号遮断回路とで構成し、外部電力遮断用端子が開状態のときにPWM信号遮断回路が遮断することによってゲート駆動回路へのPWM信号を遮断する技術が公開されている(特許文献1参照)。 In a drive device that is a power conversion device that drives a motor, the drive device is interposed between a gate drive circuit that drives the inverter unit and a PWM generation circuit that generates a pulse width modulation (PWM) signal to be given to the gate drive circuit. The safety stop circuit is configured with an external power cutoff terminal and a PWM signal cutoff circuit that shuts off any of the PWM signals in conjunction with the external power cutoff terminal. A technique for blocking a PWM signal to a gate drive circuit by blocking a PWM signal blocking circuit is disclosed (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1記載の発明は、安全停止回路(又は非常停止回路)が健全である場合には正常に機能するが、健全であることの信頼性が得られていない場合には、安全に停止できない可能性があるという課題があった。
However, the invention described in
本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、上位監視制御装置とドライブ装置との間でドライブ装置を非常停止させるための非常停止指令信号を2重系とし、さらに、上位監視制御装置から運転指令信号出力後、所定の時間、運転開始を遅延し、監視回路にてドライブ装置内にて非常停止回路の確認を実施することにより、非常停止を確実に行うことができる電力変換装置及び電力変換システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The emergency stop command signal for emergency stop of the drive device between the host supervisory control device and the drive device is a dual system, and the host monitor Power conversion that can make an emergency stop reliably by delaying the start of operation for a predetermined time after the operation command signal is output from the control device and checking the emergency stop circuit in the drive device with a monitoring circuit An object is to provide an apparatus and a power conversion system.
上記目的を達成するために本発明の請求項第1項記載の電力変換システムは、
電源の供給を受けて電動機を駆動する電力変換装置と、当該電力変換装置と通信可能に接続された上位監視制御装置とを有して構成された電力変換システムであって、
前記上位監視装置は、少なくとも、
前記変換装置の運転及び停止を行うために前記制御回路部に送信する運転指令信号と、
前記変換装置の非常停止を行うために前記制御回路部に送信する第1の非常停止指令信号及び第2の非常停止指令信号と、を備え、
前記電力変換装置は、
前記電動機に交流電力を供給する電力変換部を備えた主回路部と、
前記主回路部の電力変換部を構成する半導体素子を駆動するゲートパルスを発光素子により主回路部に送信する制御回路部と、を備え、
前記制御回路部は、
前記第1の非常停止指令の不成立と前記第2の非常停止指令の不成立と前記運転指令信号を条件に成立する第1の論理部と、
前記第1の論理部の出力の成立から予め定められた第1の所定時間遅延して成立信号を出力する第1のオンディレイと、
前記第1のオンディレイの出力の成立時に前記PWM信号を生成するPWM信号発生回路と、
前記PWM信号発生回路の出力と第1のロック信号との論理積の出力を前記ゲートパルスに変換し主回路部に送信する前記発光素子と、
第1の試験信号と第2の試験信号を発生する試験信号発生回路と、
前記第1の非常停止指令の不成立と前記第1の試験信号の論理積により
前記第1のロック信号を発生するロック信号発生機能と、
前記第2の非常停止指令の不成立と前記第2の試験信号の論理積を出力が成立したときにのみ前記発光素子に電源が供給される回路と、
前記第1のロック信号を監視する機能と、
前記発光素子に供給される電源電圧の低下を検出する回路とを備えたことを特徴とする。In order to achieve the above object, a power conversion system according to
A power conversion system configured to have a power conversion device that receives power supply to drive an electric motor, and a host supervisory control device that is communicably connected to the power conversion device,
The upper monitoring device is at least:
An operation command signal to be transmitted to the control circuit unit to operate and stop the converter;
A first emergency stop command signal and a second emergency stop command signal transmitted to the control circuit unit to perform an emergency stop of the converter,
The power converter is
A main circuit section having a power conversion section for supplying AC power to the motor;
A control circuit unit that transmits a gate pulse for driving a semiconductor element constituting the power conversion unit of the main circuit unit to the main circuit unit by a light emitting element, and
The control circuit unit is
A first logic unit that is established on the condition that the first emergency stop command is not established, the second emergency stop command is not established, and the operation command signal;
A first on-delay that outputs a completion signal after a predetermined first predetermined time from the establishment of the output of the first logic unit;
A PWM signal generating circuit for generating the PWM signal when the output of the first on-delay is established;
The light emitting element that converts the output of the logical product of the output of the PWM signal generation circuit and the first lock signal into the gate pulse and transmits the gate pulse to the main circuit unit;
A test signal generating circuit for generating a first test signal and a second test signal;
A lock signal generation function for generating the first lock signal by the logical product of the failure of the first emergency stop command and the first test signal;
A circuit in which power is supplied to the light emitting element only when an output of the logical product of the failure of the second emergency stop command and the second test signal is satisfied;
A function of monitoring the first lock signal;
And a circuit for detecting a decrease in power supply voltage supplied to the light emitting element.
本発明によれば、上位監視制御装置とドライブ装置との間でドライブ装置を非常停止させるための非常停止指令信号を2重系とし、さらに、上位監視制御装置から運転指令信号出力後、所定の時間、運転開始を遅延し、監視回路にてドライブ装置内にて非常停止回路の確認を実施することにより、非常停止を確実に行うことができる電力変換装置及び電力変換システムを提供することができる。 According to the present invention, the emergency stop command signal for causing the drive device to perform an emergency stop between the host supervisory control device and the drive device is a dual system. It is possible to provide a power conversion device and a power conversion system capable of surely performing an emergency stop by delaying time and operation start and checking the emergency stop circuit in the drive device by the monitoring circuit. .
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
ここでは電力変換装置のことをドライブ装置と記すこともある。 Here, the power converter may be referred to as a drive device.
図1は、実施例1に係る電力変換装置(ドライブ装置)2を使用した電力変換システム100の概略構成図である。電力変換システム100は、3相交流電源(以下、特に区別する必要がなければ交流電源と称する。)1の供給を受けて電動機4を駆動するドライブ装置2及び上位監視制御装置3を有して構成される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
交流電源1は、ドライブ装置2に交流電力を供給する。
The
ドライブ装置2は、主回路部20及び制御回路部21を有して構成され、交流電源1及び電動機4と接続され、交流電源1から交流電力の供給を受け、電動機4を駆動するための交流電力を生成し、電動機4に供給する。
The
主回路部20は、交流電力を、電動機4を駆動するために必要な交流電力に変換する電力変換部(図示しない)を備える。例えば、交流電力を直流電力に変換するコンバータや直流電力を交流電力に変換するインバータなどが含まれるが、ここでは、本発明の趣旨ではないため、その説明を省略する。
The
上位監視制御装置3は、ドライブ装置2と通信可能に接続され、ドライブ装置2の非常停止回路の信頼性確保のため、非常停止指令1信号及び非常停止指令2信号を備え、非常停止指令信号を2重系にしている。また、上記非常停止指令信号がドライブ装置2に送信された場合には、ドライブ装置2から応答信号としてのアンサ信号が同期して応答することを確認する。符号30aは、上位監視制御装置3からドライブ装置20への制御信号であり、電動機速度指令、運転指令及び非常停止指令信号(特に信号であることを区別する必要がない場合には非常停止指令と称する場合もあるが同義である。)などであり、符号30bは、ドライブ装置20から上位監視制御装置3への応答信号(アンサ信号と記す。特に信号であることを区別する必要がない場合にはアンサと称する場合もあるが同義である。)などである。なお、非常停止指令及びアンサは複数あり、詳細は後述する。
The host
図2は、図1に示す電力変換システム100を構成する上位監視装置3及びドライブ装置2の間の信号の流れを示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a signal flow between the
上位監視制御装置3には、ドライブ装置2を駆動制御するための指令及びドライブ装置2の異常が検出された場合の異常通知手段が設けられている。
The host
上記、ドライブ装置2を駆動制御するための指令信号として、電動機速度指令信号31、DEB/GB指令信号32、非常停止指令1信号(第1の非常停止信号)33及び非常停止指令2信号(第2の非常停止信号)34が設けられている。
As command signals for controlling the drive of the
電動機速度指令信号31は、電動機4の速度基準を設定する指令であり、上位監視制御装置3からドライブ装置2の制御回路部21に出力される。
The motor
DEB/GB指令信号32は、いわゆる運転指令信号であり、上位監視制御装置3からドライブ装置2の制御回路部21に出力される。
The DEB /
DEBは、ゲートブロックを解除する意味であり、ドライブ装置2を構成するスイッチング素子(図示しない)のスイッチング動作を許可する指令である。
DEB means to release the gate block, and is a command that permits a switching operation of a switching element (not shown) constituting the
また、GB指令は、ドライブ装置2を構成するスイッチング素子(図示しない)のスイッチング動作をブロック(禁止)する指令である。すなわちここではDEBとGBは表裏一体である。ここでは、ドライブ装置2へ、運転指令時にDEB/GB指令32はH(high)レベルが送信され、ドライブ装置2へ、停止指令時にはDEB/GB指令32はL(low)レベルが送信される。
The GB command is a command for blocking (prohibiting) a switching operation of a switching element (not shown) constituting the
非常停止指令1信号33は、ドライブ装置2を非常停止するための指令で、上位監視制御装置3からドライブ装置2の制御回路部21に出力される。
The
非常停止指令1信号33は、外部に設けられた非常停止釦(図示しない)が押下された場合、又は保護連動などでシーケンス的に生成された非常停止指令信号が出力された場合に当該非常停止指令1信号33が送信される。ここでは、非常停止指令1信号33は非常停止指令の送信時Lレベルが送信される。
The
非常停止指令2信号34は、上記「発明が解決しようとする課題」に記載されているように装置を停止させるための指令信号の2重系のために設けられたもので上位監視制御装置3からドライブ装置2の制御回路部21に出力される。
The
非常停止指令2信号34は、上記非常停止指令1信号33と同様の機能を有する。非常停止指令2信号34は非常停止指令の送信時Lレベルが送信される。
The
アンサ1信号35は、制御回路部21から上位監視装置3に送信される信号であり、非常停止指令1信号33の応答信号である。
The
アンサ2信号36は、制御回路部21から上位監視装置3に送信される信号であり、非常停止指令2信号34の応答信号である。
The
非常停止1異常37aは、非常停止指令1信号33とアンサ1信号35を排他的論理和EXOR37で演算し、得られた出力信号を入力信号がLレベルからHレベルになるときオンディレイOND1により時間T1だけ遅延して得られる信号である。(以下排他的論理和EXOR37を単にEXOR37と記し、オンディレイOND1を単にOND1と記す。)非常停止指令1信号33がドライブ装置2の制御回路部21に対してLレベルで送信され、制御回路部21からアンサ1信号35がLレベルで出力された場合には、EXOR37の出力信号はLレベルになり正常状態と判断されるが、制御回路部21に何らかの異常が発生し、アンサ1信号35がLレベルで出力されなかった場合は、EXOR37の出力信号はHレベルになり、遅延時間T1経過後に、非常停止1異常37aがOND1からHレベルで出力(通知)される。尚、オンディレイは入力がLレベルからHレベルに変化するとき出力は所定時間遅延するが、入力がHレベルからLレベルに変化する時は出力の遅延は無いものとする。
The
非常停止2異常38aは、指令信号の2重系のために非常停止指令2信号34が設けられたのに基づき、非常停止指令2信号34とアンサ2信号36を排他的論理和EXOR38で演算し、得られた出力信号をオンディレイOND2により時間T1だけ遅延して得られる信号である。(以下排他的論理和EXOR38を単にEXOR38と記す、オンディレイOND2を単にOND2と記す。)非常停止指令2信号34がドライブ装置2の制御回路部21に対してLレベルで送信され、制御回路部21からアンサ2信号36がLレベルで出力された場合には、EXOR38の出力信号はLレベルになり正常状態と判断されるが、制御回路部21に何らかの異常が発生し、アンサ2信号36がLレベルで出力されなかった場合は、EXOR38の出力信号はHレベルになり、遅延時間T1経過後に、非常停止1異常38aがOND2からHレベルで出力(通知)される。
The
なお、OND1及びOND2の遅延時間T1は、回路の処理遅延や信号伝達時間を考慮した値であり、通常数百ms程度の遅延である。また、非常停止1異常37aや非常停止2異常38aが成立した場合、上位監視制御装置3は、必要な保護連動処理を行うことになるが、その説明は省略する。
The delay time T1 of OND1 and OND2 is a value that takes into account the processing delay of the circuit and the signal transmission time, and is usually a delay of about several hundred ms. Further, when the
図3は、図2に示すドライブ装置2を構成する制御回路部21の実施例に係る部分の機能・動作を説明する回路図である。図5は、図3に示す制御回路部21並びに試験信号発生及び監視回路部の機能・同亜を説明するためのタイミングチャートである。以下、これらの図を参照して説明する。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating functions and operations of portions according to the embodiment of the control circuit unit 21 constituting the
制御回路部21は、インターフェース部210を介して上位監視装置3と接続される。また、光通信ケーブル211を介して主回路部20に光信号によるゲートパルスを送信する。尚、ここでは光通信ケーブル211を使用しているが、フォトカプラを使用して制御回路部21から主回路部20にゲートパルスを送信しても良い。
The control circuit unit 21 is connected to the
上位監視装置3とのインターフェース部210には、DEB/GB指令32、非常停止指令1信号33、非常停止指令2信号34、アンサ1信号35及びアンサ2信号36などが含まれ、図2に示す上位監視装置3で説明した通りである。
The
上位監視装置3から送信されるDEB/GB指令32、非常停止指令1信号33、非常停止指令2信号34はインターフェース部210にて適切な信号レベルに変換され各々DEB/GB指令32a、非常停止指令1信号33a、非常停止指令2信号34aとなる。
The DEB /
非常停止指令1信号33aと非常停止指令2信号34aは論理積AND4に入力される(以下論理積AND4のことを単にAND4と記す。)。
The
DEB/GB指令32aは験信号発生及び監視部214及び論理積AND5に入力される。(以下論理積AND5のことを単にAND5と記す。)非常停止指令1信号33aは試験信号発生及び監視部214及び論理積AND1に入力される(以下論理積AND1のことを単にAND1と記す。)。
The DEB /
AND1の他方には、試験信号発生及び監視部214から試験ロック1信号46が入力される。試験ロック1信号46は非常停止指令1信号33aの強制動作信号に相当する。
The
非常停止指令2信号34aは試験信号発生及び監視部214及び論理積AND2に入力される(以下論理積2を単にAND2と記す。)。
The
AND2の他方には、試験信号発生及び監視部214から試験ロック2信号47が入力される。試験ロック2信号47は非常停止指令2信号34aの強制動作信号に相当する。
The
AND5の他方の入力端子には図示されない回路からのその他の運転許可条件信号40が入力される。
Other operation
その他の運転許可条件とは、例えば、冷却装置の状態信号や交流電源1の状態等であり、運転許可成立でその他の運転許可条件信号40はHレベルとなる。
The other operation permission conditions are, for example, a state signal of the cooling device, a state of the
AND4の出力とAND5の出力は論理積AND6に入力される(以下論理積AND6のことを単にAND6と記す。)。 The output of AND4 and the output of AND5 are input to the logical product AND6 (hereinafter, the logical product AND6 is simply referred to as AND6).
AND6の出力であるゲート発生許可信号41は、オンディレイOND3に入力される(以下オンディレイOND3を単にOND3と記す。)。
The gate
OND3は入力信号がLレベルからHレベルになると出力信号が所定時間T3遅延してHレベルになるオンディレイである。 OND3 is an on-delay in which when the input signal changes from L level to H level, the output signal is delayed by a predetermined time T3 to become H level.
OND3の出力信号42は、論理和OR21に入力されるとともに試験信号発生及び監視部214に入力される。また論理和OR21の他方の入力には、試験信号発生及び監視部214より試験パルス発生指令信号48が入力される。
The
論理和OR1の出力信号44はPWM信号発生回路215に入力される。
The
PWM信号発生回路215は論理和OR1の出力信号44がHレベルになると図示されない電動機速度指令やドライブ装置2の出力電流フィードバック信号等により、主回路部20の半導体素子をスイッチングするためのPWM信号44を発生する。
When the
AND1の出力であるアンサ1信号35aは、論理積AND3と試験信号発生及び監視部214に入力される(以下論理積AND3を単にAND3と記す。)。さらにAND1の出力であるアンサ1信号35aはインターフェース部210に入力され、適切な信号レベルに反感されアンサ1信号35として上位監視装置3に出力される。
The
PWM信号発生回路215の出力であるPWM信号44は、AND3に入力され、AND3の出力45は発光素子212及び試験信号発生及び監視部214に接続されている。
The
さらにPWM信号発生回路215の出力であるPWM信号44は試験信号発生及び監視部214に接続されている。
Further, the
発光素子212の電源は、発光素子用電源からトランジスタTr1のエミッタに接続され、さらにTr1のコレクタを介して発光素子212の電源端子に接続される。AND2の出力は増幅器AMP1を介してトランジスタTr1のベースに接続されている(以下増幅器AMP1を単にAMP1と記す。)。
The power source of the
発光素子212に電源が供給されている時は、AND3の出力45は発光素子212により光信号に変換され、光通信ケーブル211を介してゲートパルスとして主回路部20に送信される。
When power is supplied to the
トランジスタTr1のコレクタは、発光素子212の電源端子に接続されるとともに電源低下検出部213に接続される。電源低下検出部213の出力はアンサ2信号36aとして試験信号発生及び監視部214に入力されるとともにインターフェース部210に入力され、適切な信号レベルに反感されアンサ2信号36として上位監視装置3に出力される。
The collector of the transistor Tr <b> 1 is connected to the power supply terminal of the
(起動時の動作)
起動時の動作とは、非常停状態が解除され運転停止状態から下記(1)の状態に復帰した状態での動作をいう。(Operation at startup)
The operation at the time of start-up refers to an operation in a state where the emergency stop state is canceled and the operation stop state returns to the state (1) below.
(1)DEB/GB指令信号がDEB状態(Hレベル)であり、非常停止指令1信号33及び非常停止指令2信号34が、非常停止指令が出力された状態でなく(Hレベル)、かつ、その他の運転許可条件信号40が運転許可状態(Hレベル)であること。即ち非常停止指令1信号33がLレベルからHレベルになり(図5タイミングt1)、非常停止指令2信号34がLレベルからHレベルになり(図5タイミングt2)、その他の運転許可条件信号40がLレベルからHレベルになり(図5タイミングt3)、かつ、DEB/GB指令信号32がHレベル(図5タイミングt4)になった状態を言う。
(1) The DEB / GB command signal is in the DEB state (H level), the
この場合は、AND4、AND5及びAND6の出力のゲート発生許可信号41は許可状態(Hレベル)となる。
In this case, the gate
AND6の出力信号41は、OND3に入力される。
The
OND3は、入力された信号がLレベルからHレベルになるとき設定された所定時間(以下、遅延時間と称する。)遅延する。この場合、オンディレイ3の出力信号41は、AND6から入力した信号(Lレベル)を遅延時間(T3)の間Lレベルが維持され、当該遅延時間経過後にHレベルになる。OND3の出力信号42は、論理和OR1の一方の端子に入力される。
The
論理和OR1の出力信号43は、PWM信号発生回路215に入力される。
The
PWM信号発生回路215は、入力した論理和OR1の出力信号43がLレベルの間はPWM信号を出力せず、上記所定の遅延時間経過後(図5のタイミングt9)にHレベルになるとPWM信号44を出力する(図5の(m))。
The PWM
上記PWM信号発生回路215の出力信号44は、AND3の一方の入力端子に入力され、上記AND1の出力信号35aはAND3の他方の入力端子に入力される。
The
ここで、AND1の出力信号35aはHレベルであるから(図5(n)のt6)、AND3の一方の入力端子に入力されたPWM信号44は、AND3の出力端子から出力される。
Here, since the
上記AND2の出力信号は、AMP1に入力される。AMP1の出力信号は、トランジスタTr1のベースに入力され、トランジスタTr1をオン/オフ制御する。ここで、AND2の出力信号はHレベルであるから(図5(o)タイミングt8)、トランジスタTr1はオン状態になり、トランジスタTr1のコレクタCに接続された発光素子用電源は、発光素子212に供給される。
The output signal of AND2 is input to AMP1. The output signal of AMP1 is input to the base of the transistor Tr1, and the transistor Tr1 is turned on / off. Here, since the output signal of AND2 is at the H level (timing t8 in FIG. 5), the transistor Tr1 is turned on, and the power supply for the light emitting element connected to the collector C of the transistor Tr1 is supplied to the
発光素子212は、AND3の出力信号45を光信号に変換して光通信するための通信デバイスであり、当該発光素子212の光信号は、光通信ケーブルを介して接続された主回路部20に送信される。本実施例では、制御回路部21と主回路部20との間の通信に光信号を用いているが、本発明は、制御回路部21と主回路部20との間の通信手段があれば、これに限定するものではない。
The
上記AND1の出力信号35a(図5(n))は、通常時の動作では、AND1の一方の端子に入力される非常停止指令1信号33aは非常停止指令が出力された状態でなく(Hレベル)いため、AND1の他方の端子に入力される試験ロック1信号46(第1の試験ロック信号)がロック状態(Lレベル)の期間を除いて、すなわち図5のタイミングt4からt6の期間を除いてHレベルが維持される(図5の(i)及び(n))。試験ロック1信号46がロック状態(Lレベル)の動作は、後述する。
The
AND1の出力信号35aは、アンサ1信号35として、インターフェース部210を介して上位監視制御装置3に送信されると共に、試験信号発生及び監視回路部214に入力される。
The
AND2の出力信号(図5(o)は、AMP1を介してトランジスタTr1のベースBに入力され、トランジスタTr1がオンし、発光素子212の電源端子に発光素子用電源が供給されるが、この供給された発光素子212の電源端子の電圧は、電圧低下検出部213で検出され、設定値に満たない場合は、電圧低下が検出される。電圧低下検出部213は発光素子212の電源端子の電圧が設定値以上の場合はHレベルを出力し、設定値に満たない場合はLレベルを出力する。この電圧低下検出部213の出力信号36aは、アンサ2信号36としてインターフェース部210を介して上位監視制御装置3に送信される。なお、電圧低下検出部213の出力信号36aは、上記の他、試験信号発生及び監視回路部214にも入力される。
The output signal of AND2 (FIG. 5 (o) is input to the base B of the transistor Tr1 via the AMP1, the transistor Tr1 is turned on, and the power supply for the light emitting element is supplied to the power supply terminal of the
電圧低下検出部213の出力信号36aは、AND2の他方の端子に入力される試験ロック2信号47がロック状態(Lレベル)のすなわち図5のタイミングt4からt8までのLレベルになる期間(T5)を除いてHレベルが維持される(図5(o)(s))。すなわち、試験信号発生及び監視回路部214は、タイミングt4においてDEB/GB指令32a、非常停止指令1信号33a及び非常停止指令2信号33bがすべてHレベルになると試験ロック1信号46を、タイミングt6までの所定期間T4の間Lレベルにする。
The
試験信号発生及び監視回路部214は、タイミングt4までは非常停止指令1信号32aとアンサ1信号35aの状態が一致することを監視し、タイミングt4からタイミングt6までは試験ロック1信号46による非常停止の強制動作が行われることをアンサ1信号35aの状態で監視する。また、タイミングt6以降は試験信号発生及び監視回路部214は、非常停止指令1信号32aとアンサ1信号35aの状態が一致することを監視する。さらに、試験信号発生及び監視回路部214は、タイミングt4においてDEB/GB指令32a、非常停止指令1信号33a及び非常停止指令2信号33bがすべてHレベルになると試験ロック2信号47をタイミングt8までの所定期間T5の間Lレベルにする。
The test signal generation and monitoring circuit unit 214 monitors that the states of the
試験信号発生及び監視回路部214は、タイミングt4までは非常停止指令2信号33aとアンサ2信号36aの状態が一致することを監視し、タイミングt4からタイミングt8までは試験ロック2信号47による非常停止の強制動作が行われることをアンサ2信号36aの状態で監視する。また、タイミングt8以降は試験信号発生及び監視回路部214は非常停止指令2信号33aとアンサ2信号36aの状態が一致することを監視する。
The test signal generation and monitoring circuit unit 214 monitors that the states of the
試験ロック1信号46は、PWM信号がAND3の入力端子に入力されるまでの範囲を監視するのに対し、試験ロック2信号47は、トランジスタTr1のベースに入力され、発光素子用電源が発光素子に供給され、その電圧低下を検出するまでの範囲を監視するため、オンディレイ3出力信号の時間T3よりは短いが、試験ロック1信号46のロック時間T4よりも試験ロック2信号47のロック時間T5が長くなるように設定される。
The
(停止時の動作)
停止時の動作とは、下記(1)〜(2)の何れかを満たす状態での動作をいう。(Operation when stopped)
The operation at the time of stop means an operation in a state satisfying any of the following (1) to (2).
(1)DEB/GB指令信号32が、GB指令を出力(Lレベル)した状態。
(1) A state in which the DEB /
(2)非常停止指令1信号33又は非常停止指令2信号34の何れか一方又は両方が、非常停止指令(非常停止指令1信号及び2の総称)を出力(Lレベル)した状態。
(2) A state in which one or both of the
上記(1)の場合、DEB/GB信号32a(Lレベル)はAND5の一方の端子に入力されると共に、試験信号発生及び監視回路部214にも入力される。 In the case of (1), the DEB / GB signal 32 a (L level) is input to one terminal of the AND 5 and also input to the test signal generation and monitoring circuit unit 214.
AND5の出力信号(Lレベル)は、AND6の一方の端子に入力される。AND6の出力信号41(Lレベル)は、OND3に入力される。
The output signal (L level) of AND5 is input to one terminal of AND6. The output signal 41 (L level) of the AND 6 is input to the
OND3は、入力された信号がHレベルになったときから設定された所定時間Hレベルになるタイミングを遅延する。しかしながら、緊急時は、AND6の出力信号はLレベルとなり緊急時が回復するまでHレベルにならないため、オンディレイ3の出力42はLレベルが維持され、OR1の一方の入力端子に入力される。
The
OR1の他方の入力端子には試験信号発生及び監視回路部214から試験パルス発生指令信号48が入力される。しかしながら、試験パルス発生指令信号48は、起動時の動作に使用されるもので、停止時には出力されず、Lレベルが維持される。その結果、OR1の出力信号43はLレベルが維持され、PWM信号発生回路215からPWM信号44は出力されない。
A test pulse
上記(2)の場合、非常停止指令1信号33又は非常停止指令2信号34の何れか一方又は両方が、非常停止指令(非常停止指令1信号及び2の総称)を出力(Lレベル)した状態であり、上記(1)同様。OR1の出力信号43はLレベルが維持され、PWM信号発生回路215は動作を停止するため、PWM信号44は出力されない。
In the case of (2) above, either one or both of the
但し、非常停止指令1信号33a(Lレベル)は、AND1の一方の端子に入力されており、他方の端子に入力される試験ロック1信号46が出力されていないとき(Hレベル)、当該AND1の出力信号35aは、Lレベルとなり、アンサ1信号35として上位監視制御装置3に送信される。
However, the
同様に、非常停止指令2信号34a(Lレベル)は、AND2の一方の端子に入力されており、他方の端子に入力される試験ロック2信号47が出力されていないとき(Hレベル)、当該AND2の出力信号は、Lレベルとなり、AMP1を介してトランジスタTr1のベースに入力され、トランジスタTr1はオフ状態になり、発光素子212に対する発光素子用電源の供給が断たれる。
Similarly, the
以上説明したように、非常停止指令1信号33及び非常停止指令2信号34は、非常停止指令が2個独立に備えられており、非常停止指令の2重系が構成されている。非常停止指令1信号を出力する系統に何らかの障害があり、非常停止指令1信号33が出力されない場合であっても、非常停止指令2信号34が出力されれば、PWM信号が光通信ケーブを介して接続された主回路20に送信されることはない。
As described above, the
図4は、図3に示す試験信号発生及び監視回路部214の実施例に係る部分の機能・動作を説明する回路図である。図5は、図3に示す制御回路部21並びに試験信号発生及び監視回路部214の機能・動作を説明するためのタイミングチャートである。これらを参照して以下説明する。 FIG. 4 is a circuit diagram for explaining the functions and operations of the parts according to the embodiment of the test signal generation and monitoring circuit unit 214 shown in FIG. FIG. 5 is a timing chart for explaining the functions and operations of the control circuit unit 21 and the test signal generation and monitoring circuit unit 214 shown in FIG. This will be described below with reference to these.
(ワンショットOST4、OST5、OND6の動作)
図4において、上位監視制御装置3からインターフェース部210経由で送信されたDEB/GB指令信号32a、非常停止指令1信号33a及び非常停止指令2信号34aは、論理積AND11に入力され、論理積AND11の出力信号は、ワンショットOST4、ワンショットOST5、オンディレイONDT6及び反転INV13に入力される。(以下論理積AND11を単にAND11、ワンショットOST4を単にOST4、ワンショットOST5を単にOST5、オンディレイOND6を単にOND6、反転INV13を単にINV13と記す。)
AND11の入力端子に入力されるDEB/GB指令信号32a、非常停止指令1信号33a及び非常停止指令2信号34aが、何れもHレベルになった時、AND11の出力信号もHレベルになる(タイミングt4)。このとき、OST4は出力信号を期間T4(タイミングt4〜t6)で示す所定の時間Hレベルにする。OST4の出力は反転INV11に接続されており、反転INV11は入力の反転信号を出力信号する。(以下反転INV11を単にINV11と記す。)OST4の出力は試験ロック1信号46となる(図5(i)参照)。(One-shot OST4, OST5, OND6 operation)
In FIG. 4, a DEB /
When the DEB /
AND11の出力信号がHレベルになるとき、OST5は出力信号を期間T5(タイミングt4〜t8)で示す所定の時間Hレベルにする。OST5の出力は反転INV12に接続されており、入力の反転信号を出力信号する。OST5の出力は試験ロック2信号47となる(図5(j))。
When the output signal of AND11 becomes H level, OST5 sets the output signal to H level for a predetermined time indicated by a period T5 (timing t4 to t8). The output of the OST5 is connected to the inversion INV12 and outputs an inverted signal of the input. The output of OST5 is a
OND6の出力はワンショットOST7に接続されている。AND11の出力信号がLレベルからHレベルに変化するとOND6の出力は所定時間T6遅延してHレベルとなる(タイミングt5)。OND6の出力がHレベルになるとワンショットOST7は出力信号を期間T7(タイミングt5〜t7)で示す所定の時間Hレベルする。この信号は、試験パルス発生指令信号となる(図5(k))。 The output of the OND 6 is connected to the one-shot OST 7. When the output signal of the AND 11 changes from the L level to the H level, the output of the OND 6 is delayed by a predetermined time T6 and becomes the H level (timing t5). When the output of the OND 6 becomes H level, the one-shot OST 7 sets the output signal to H level for a predetermined time indicated by a period T7 (timing t5 to t7). This signal becomes a test pulse generation command signal (FIG. 5 (k)).
(非常停止指令1信号33aとアンサ1信号35aの一致を監視)
図3で説明したようにアンサ1信号35aは、非常停止指令1信号33aに対する応答信号としてAND1の出力であり、試験信号発生及び監視回路部214にも入力され、さらにインターフェース部210経由でアンサ1信号35として上位監視装置3に入力される。(Monitoring the coincidence of the
As described with reference to FIG. 3, the
上記試験信号発生及び監視回路部214では、入力された非常停止指令1信号33aに対してアンサ1信号35aが応答しているかを監視するため、非常停止指令1信号33aは排他的論理和EXOR11の一方の端子に入力され、アンサ1信号35aは排他的論理和EXOR11の他方の端子に入力される(以下排他的論理和EXOR11を単にEXOR11と記す。)。
The test signal generation and monitoring circuit unit 214 monitors whether the
EXOR11の出力信号は、上記2個の入力信号が不一致の場合はHレベルになり、一致の場合はLレベルになる。EXOR11の出力信号は論理積AND12の一方の入力端子に入力され、論理積AND12の他方の入力端子には上記試験ロック1信号46が入力される(以下論理積AND12を単にAND12と記す。)。AND12の出力信号は、故障ラッチ回路411に入力される。
The output signal of the EXOR 11 is at the H level when the two input signals do not match, and at the L level when they match. The output signal of the EXOR 11 is input to one input terminal of the logical product AND12, and the
このようにして、AND12の出力端子から非常停止指令1信号33aとアンサ1信号35aの一致を監視する信号が出力される。上記監視の結果、不一致の場合は、Hレベルが出力され、故障状態であるとみなし、故障ラッチ回路411でラッチ(保存)される。一致の場合はLレベルが出力され、故障ラッチ回路411で故障状態はラッチされない。なお、故障ラッチ回路411は、故障の際の処理に係り、本発明の趣旨と異なり、既存技術で構成可能なことから、その説明は省略する。尚、後述の他の故障ラッチ回路についても同様である。
In this manner, a signal for monitoring the coincidence between the
また、AND12の他方の入力端子に入力された試験ロック1信号46は、上述したように期間T4(タイミングt4〜t6)で示す所定の時間Lレベルが出力され、それ以外の時間Hレベルが出力されるため、このHレベルが出力されている時間に当該非常停止指令1信号33aとアンサ1信号35aの一致を監視し、不一致の場合に故障状態であるとみなし、故障ラッチ回路411でラッチされる
(試験ロック1信号46とアンサ1信号35aの一致を監視)
上記試験ロック1信号46は、排他的論理和EXOR13の一方の端子に入力され、アンサ1信号35aは排他的論理和EXOR13の他方の端子に入力され、試験ロック1信号46とアンサ1信号35aの一致を監視する。(以下排他的論理和EXOR13を単にEXOR13と記す。)
この監視の結果、EXOR13の出力信号は、不一致の場合は、Hレベルが出力され、論理積AND13の一方の入力端子に入力される。(以下論理積AND13を単にAND13と記す。)AND13の他方入力端子には、上述したOST4の出力が入力される(ここではOST4の出力がHレベル時に試験ロック1信号46はLレベルになる)。AND13の出力信号は、故障ラッチ回路412に入力される。Further, as described above, the
The
As a result of this monitoring, if the output signals of the
試験ロック1信号46は、上述したように期間T4(タイミングt4〜t6)で示す所定の時間Lレベルになり、それ以外の時間Hレベルが出力されるため、このLレベルが出力されている時間に当該試験ロック1とアンサ1信号35aの一致を監視し、一致しない場合に故障状態であるとみなし、故障ラッチ回路412でラッチされる。
As described above, the
(非常停止指令2信号34aとアンサ2信号36aの一致を監視)
図3で説明したように非常停止指令2信号34aは、AND2一方の端子に入力されており、非常停止指令2信号34aがLレベルのとき、当該AND2の出力信号は、Lレベルとなり、AMP1を介してトランジスタTr1のベースに入力され、トランジスタTr1はオフ状態になり、発光素子212に対する発光素子用電源の供給が禁止される。この結果、電圧低下検出部213で電圧低下が検出され、電源低下検出部213の出力であるアンサ2信号36aはLレベルとなる。さらにアンサ2信号36aはインターフェース部210を介してアンサ2信号36が上位監視装置3に非常停止指令2信号34に対する応答信号として送信される。(Monitoring the coincidence of the
As described with reference to FIG. 3, the
上記非常停止指令2信号34に対する応答信号としてアンサ2信号36aが応答しているかを監視するため、非常停止指令2信号34aは排他的論理和EXOR12の一方の端子に入力され、アンサ2信号36aは排他的論理和EXOR12の他方の端子に入力される(以下排他的論理和EXOR12を単にEXOR12と記す。)。
In order to monitor whether the
EXOR12の出力信号は、上記2個の入力信号が不一致の場合はHレベルになり、一致の場合はLレベルになる。EXOR12の出力信号は、論理積AND14の一方の入力端子に入力され、論理積AND14の出力信号(Lレベル)は、故障ラッチ回路413に入力される(以下論理積AND14を単にAND14と記す。)。 The output signal of the EXOR 12 is at the H level when the two input signals do not match, and at the L level when they match. The output signal of the EXOR 12 is input to one input terminal of the logical product AND14, and the output signal (L level) of the logical product AND14 is input to the failure latch circuit 413 (hereinafter, the logical product AND14 is simply referred to as AND14). .
このようにして、AND14の出力端子から非常停止指令2信号34aとアンサ2信号36aの一致を監視する信号が出力される。上記監視の結果、不一致の場合は、Hレベルが出力され、故障状態であるとみなし、故障ラッチ回路413でラッチされる。一致の場合はLレベルが出力され、故障ラッチ回路413で故障状態はラッチされない。
In this way, a signal for monitoring the coincidence of the
また、AND14の他方の入力端子に入力された試験ロック2信号47は、上述したように期間T5(タイミングt4〜t8)で示す所定の時間Lレベルが出力され、それ以外の時間はHレベルが出力されるため、このHレベルが出力されている時間に当該非常停止指令2信号34aとアンサ2信号36aの一致を監視し、不一致の場合に故障状態であるとみなし、故障ラッチ回路413でラッチされる。
Further, as described above, the
(試験ロック2信号47とアンサ2信号36aの一致を監視)
上記試験ロック2信号47は排他的論理和EXOR14の一方の端子に入力され、アンサ2信号は排他的論理和EXOR14の他方の端子に入力され、試験ロック2信号47とアンサ2信号の一致を監視する(以下排他的論理和EXOR14を単にEXOR14と記す。)。(Monitoring the coincidence between the
The
この監視の結果、EXOR14の出力信号は、不一致の場合は、Hレベルが出力され、論理積AND15の一方の入力端子に入力される(以下論理積AND15を単にAND15と記す。)。AND15の他方入力端子には、上述したOST5の出力信号53が入力される。AND15の出力信号(Lレベル)は、故障ラッチ回路414に入力される。
As a result of this monitoring, if the output signal of the
試験ロック2信号47は、上述したように期間T5(タイミングt4〜t8)で示す所定の時間Lレベルになり、それ以外の時間Hレベルが出力されるため、このLレベルが出力されている時間に当該試験ロック2信号47とアンサ2信号36aの一致を監視し、一致しない場合に故障状態であるとみなし、故障ラッチ回路414でラッチされる。
As described above, the
(AND3の出力信号45がLレベルであることを監視)
図3に示すAND3の出力信号45は、DEB/GB指令信号32a、非常停止指令1信号33a及び非常停止指令2信号34aが、何れもHレベルになると運転可能状態になり、図4に示す反転INV11から試験ロック1信号46が出力される(以下AND3の出力信号を単にAND3出力45と記す。)。(Monitor that AND3
The
この試験ロック1信号46は、図5(9)に示すように上記運転可能状態になってから期間T4(タイミングt4〜t6)で示す所定の時間Lレベルが出力される。この試験ロック1信号46(Lレベル)はAND1の一方の入力端子に入力され、AND1の出力であるアンサ1信号35a(Lレベル)はAND3の一方の入力端子に入力される。
As shown in FIG. 5 (9), the
その結果、AND3出力45は、試験ロック1信号46が出力(Lレベル)されている間、Lレベルが出力される(図5(i)、(p)参照)。
As a result, the
AND3出力信号45は、発行素子212にPWM信号を出力する直前の状態であり、この信号がLレベルであることを確認することは、PWM信号がAND3出力端子から出力されていないことを監視することが非常停止回路の確認上で重要である。
The
図4において、論理和回路OR11にはINV11の出力である試験ロック1信号46及びINV13の出力が入力されている。(以降論理和回路OR11を単にOR11と記す。)OR11の出力は論理積AND16の一方の入力端子に入力されている。
In FIG. 4, the
AND3出力45は、論理積AND16の他方の入力端子に入力され、その出力信号は、故障ラッチ回路415に入力される。OR11の出力がHレベル時に、AND3出力信号45がHレベル又はパルス信号が出力されている場合は、論理積AND16の出力もHレベル又はパルス信号が出力され故障状態であるとみなし、故障ラッチ回路415でラッチされる。
The
(PWM信号44と、AND3出力45の一致を監視)
PWM信号発生回路215から出力されたPWM信号44は、排他的論理和EXOR15の一方の入力端子に入力され、AND3出力45は、排他的論理和EXOR15の他方の入力端子に入力され、PWM信号44とAND3出力45の一致を監視する(以下排他的論理和EXOR15を単にEXOR15と記す。)。(Monitors the coincidence of
The
この監視において、出力信号の一致を監視するタイミングは、(1)OR1出力信号がHレベルであり、(2)AND1の出力35aがHレベルであることが必要でありタイミングt6以降になる。
In this monitoring, the timing for monitoring the coincidence of the output signals is (1) the OR1 output signal is at the H level, and (2) the
この監視により、DEB/GB指令信号32a、非常停止指令1信号33a及び非常停止指令2信号34a及び試験ロック1信号46の系統が正常動作していることを確認することができる。したがって、OR11の出力を反転INV14で反転し、その信号を論理積AND17の一方の入力とする(以下論理積AND17を単にAND17と記す。)。AND17の他方の入力にはEXOR15の出力が接続される。AND17の出力には故障ラッチ回路416が接続されている。
This monitoring makes it possible to confirm that the system of the DEB /
この結果、OR11の出力がLレベル時は、PWM信号44とAND3出力45の一致が監視され、不一致時にはAND17の出力がHレベル又はパルス信号が出力され故障状態であるとみなし、故障ラッチ回路416でラッチされる。
As a result, when the output of OR11 is at the L level, the coincidence between the
(PWM信号がLレベルであることを監視)
PWM信号44は、論理積AND18の一方の入力端子に入力される。(以下、論理積AND18を単にAND18と記す。)試験パルス発生指令信号48は論理和OR12の一方の入力端子に入力される(以下、論理和OR12を単にOR12と記す。)。(Monitoring that the PWM signal is at L level)
The
OND3の出力信号42は、OR12の他方の入力端子に入力され、その出力信号は反転INV15に入力される(以下反転INV15を単にINV15と記す。)。
The
INV15の出力信号は、上記論理積AND18の他方の入力端子に入力される。この結果、試験パルス発生指令信号48は、期間T6(タイミングt4〜t5)で示す所定の時間Lレベルになり、その後、期間T7(タイミングt5〜t7)で示す所定の時間Hレベルになるが、期間T7経過後からオンディレイ3出力信号の後端(タイミングt9)までの時間OR1の出力信号42がLレベルになり、PWM信号発生回路215から出力されるPWM信号44は、Lレベルになる。このようにして、PWM信号がLレベルであることを監視することができる。この監視の結果Hレベル又はパルスが出力された場合には、故障状態であるとみなし、故障ラッチ回路417でラッチされる。
The output signal of INV15 is input to the other input terminal of the logical product AND18. As a result, the test pulse
(PWM信号44がパルスであることを監視)
上記試験パルス発生指令信号48とオンディレイ3出力信号42はOR12の入力端子に入力され、その出力信号は論理積AND19の一方の端子に入力される(以降、論理積AND19を単にAND19と記す。)。(Monitoring that the
The test pulse
この結果、AND19の一方の入力端子には、試験パルス発生指令信号の期間T7(タイミングt5〜t7)で示す所定の時間Hレベル、及びオンディレイ3出力信号の期間T3(タイミングt4〜t9)で示す所定の時間Lレベルを維持し、期間T3経過後のHレベルが入力される。
As a result, one input terminal of the AND 19 has a predetermined time H level indicated by a test pulse generation command signal period T7 (timing t5 to t7) and an on-
PWM信号44は、リトリガブルワンショットROSに入力される。リトリガブルワンショットROS複数のパルスで構成されるPWM信号44の立ち上がり信号をトリガとして設定された所定のパルス幅T10を有する信号を生成して出力する。ここでの設定された所定のパルス幅T10をPWM信号のキャリア周波数の周期より長く設定する。このように設定することにより、PWM信号44が正常なPWMパルスを出力しているときはリトリガブルワンショットROSの出力は連続的にHレベルとなる。
The
リトリガブルワンショットROSの出力信号は、反転INV16に入力され、その出力信号はAND19の他方に入力端子に入力される。 The output signal of the retriggerable one-shot ROS is input to the inversion INV16, and the output signal is input to the other input terminal of the AND19.
その結果、回路が正常であれば、上記試験パルス発生指令信号の期間T7で示す所定のHレベル及びオンディレイ3出力信号の期間T3経過後のHレベルの時間に、リトリガブルワンショットOSTの出力はHレベルとなる。
As a result, if the circuit is normal, the output of the retriggerable one-shot OST is performed at the predetermined H level indicated by the period T7 of the test pulse generation command signal and the H level after the lapse of the period T3 of the on-
また、PWM信号44が出力されない期間は、リトリガブルワンショットOSTの出力はHレベルとなる。よって、リトリガブルワンショットOSTの出力を反転INV16で反転することにより、反転INV16の出力はPWM信号44が発生している時はLレベルとなり、PWM信号44が発生していない時はHレベルとなる(図5(h)、(k)、(m))。AND19の出力は故障ラッチ回路418に接続される。
Further, during the period when the
上記AND19の出力は、PWM信号44がパルスであることの監視信号となる。この監視の結果、AND19の出力がHレベルの場合は、故障状態であるとみなし、故障ラッチ回路418でラッチされる。
The output of the AND 19 is a monitoring signal that the
尚、必要により微妙な信号遅延やタイミング差によるパルス状の異常信号による誤動作除去のため必要により故障ラッチ回路411〜418の入力にフィルタを設けてもよい。 If necessary, a filter may be provided at the input of the failure latch circuits 411 to 418 in order to eliminate a malfunction caused by a pulse-like abnormal signal due to a subtle signal delay or timing difference.
また、図3に示す論理回路、試験信号発生回路及び監視回路の一部若しくはすべてをソフトウエアで実現してもよい。 Also, some or all of the logic circuit, test signal generation circuit, and monitoring circuit shown in FIG. 3 may be realized by software.
以上説明したように、電力変換装置を停止させるための指令信号を2重系とし、さらに、運転指令信号出力後、運転が開始されるまでの所定の時間に、電力変換装置内で試験ロック信号を出力し、そのアンサ信号を上位監視制御装置に送信すると共に、試験ロック信号とアンサ信号の一致監視や、PWM信号がパルスやLレベルであるこの監視を行うことにより緊急停止を確実に行うことができる安全性を確保し、かつ、故障監視機能を備えた電力変換装置及び電力変換システムを提供することができる。 As described above, the command signal for stopping the power conversion device is a dual system, and the test lock signal is output in the power conversion device at a predetermined time after the operation command signal is output until the operation is started. Is output, and the answer signal is transmitted to the host supervisory control device, and the emergency stop is surely performed by monitoring the coincidence between the test lock signal and the answer signal and performing the monitoring that the PWM signal is a pulse or L level. Therefore, it is possible to provide a power conversion device and a power conversion system that can ensure safety and can have a failure monitoring function.
100 電力変換システム
1 3相交流電源
2 ドライブ装置
20 主回路部
21 制御回路部
210 インターフェース部
211 光通信ケーブル
212 発光素子
213 電圧低下検出部
214 試験信号発生及び監視回路部
215 PWM信号発生回路
3 上位監視制御装置
30a 制御信号
30b 応答信号
31 電動機速度指令信号
32 DEB/GB指令信号
33 非常停止指令1信号
34 非常停止指令2信号
35 アンサ1信号
36 アンサ2信号
37a 非常停止1異常
38a 非常停止2異常
4 電動機
EXOR37,EXOR38 排他的論理和
OND1,OND2,OND3,OND6 オンディレイ
AND1,AND2,AND3,AND4,AND5,AND6 論理積
AND11,AND12,AND13,AND14,AND15 論理積
AND16,AND17,AND18 論理積
AMP1 増幅器
Tr1 トランジスタ
OR1, OR11, OR12 論理和
INV11,INV12,INV13,INV14,INV15,INV16 反転
EXOR11,EXOR12,EXOR13,EXOR14 排他的論理和
EXOR15 排他的論理和
OST4,OST5,OST7 ワンショット
ROST リトリガブルワンショットDESCRIPTION OF
Claims (6)
前記上位監視制御装置は、少なくとも、
前記電力変換装置の運転及び停止を行うために前記電力変換装置に送信する運転指令信号と、
前記電力変換装置の非常停止を行うために前記電力変換装置に送信する第1の非常停止指令信号と第2の非常停止指令信号を備え、
前記電力変換装置は、
前記電動機に交流電力を供給する電力変換部を備えた主回路部と、
前記主回路部の電力変換部を構成する半導体素子を駆動するPWM信号を前記主回路部に送信する制御回路部と、を備え、
前記制御回路部は、
前記PWM信号を発生する手段と前記PWM信号を主回路部に送信するゲートパルス送信手段と、
前記第1の非常停止指令信号又は前記第2の非常停止指令信号のいずれかを受信した場合に前記PWM信号を前記主回路部に送信することを停止する非常停止手段と、
前記上位監視制御装置から前記第1の非常停止指令信号又は前記第2の非常停止指令信号のいずれも受信していない状態で、且つ、前記上位監視制御装置から運転指令信号を受信した場合に、あらかじめ定められた所定の第1の遅延期間だけ遅延して前記PWM信号を発生する手段の動作を開始する手段と、
前記上位監視制御装置から前記第1の非常停止指令信号及び第2の非常停止指令信号を受信していない状態で、且つ、前記上位監視制御装置から運転指令信号を受信した場合に、
前記の第1の遅延期間に、前記第1の非常停止指令信号の強制動作信号を発生する第1の試験動作信号の発生手段と、
前記の第1の遅延期間に、前記第2の非常停止指令信号の強制動作信号を発生する第2の試験動作信号の発生手段と、
前記非常停止手段の動作を確認する監視手段と、
を備えたことを特徴とする電力変換システム。A power conversion system configured to have a power conversion device that receives power supply to drive an electric motor, and a host supervisory control device that is communicably connected to the power conversion device,
The upper supervisory control device is at least
An operation command signal to be transmitted to the power converter to operate and stop the power converter;
A first emergency stop command signal and a second emergency stop command signal transmitted to the power conversion device to perform an emergency stop of the power conversion device;
The power converter is
A main circuit section having a power conversion section for supplying AC power to the motor;
A control circuit unit that transmits to the main circuit unit a PWM signal that drives a semiconductor element that constitutes a power conversion unit of the main circuit unit,
The control circuit unit is
Means for generating the PWM signal and gate pulse transmitting means for transmitting the PWM signal to the main circuit unit;
Emergency stop means for stopping transmission of the PWM signal to the main circuit section when receiving either the first emergency stop command signal or the second emergency stop command signal;
In a state where neither the first emergency stop command signal or the second emergency stop command signal is received from the upper supervisory control device, and when an operation command signal is received from the upper supervisory control device, Means for starting the operation of the means for generating the PWM signal delayed by a predetermined first delay period;
When the first emergency stop command signal and the second emergency stop command signal are not received from the host supervisory control device, and when the operation command signal is received from the host supervisory control device,
Generating means for generating a first test operation signal for generating a forced operation signal for the first emergency stop command signal in the first delay period;
Generating means for generating a second test operation signal for generating a forced operation signal of the second emergency stop command signal in the first delay period;
Monitoring means for confirming the operation of the emergency stop means;
A power conversion system comprising:
前記電力変換装置は、
少なくとも、前記電力変換装置の運転及び停止を行うために前記上位監視制御装置から送信される運転指令信号を受信する手段と、
前記電力変換装置の非常停止を行うために前記上位監視制御装置から送信される第1の非常停止指令信号と第2の非常停止指令信号を受信する手段と、
前記電動機に交流電力を供給する電力変換部を備えた主回路部と、
前記主回路部の電力変換部を構成する半導体素子を駆動するPWM信号を前記主回路部に送信する制御回路部と、を備え、
前記制御回路部は、
前記PWM信号を発生する手段と前記PWM信号を前記主回路部に送信するゲートパルス送信手段と
前記上位監視制御装置から第1の非常停止指令信号または第2の非常停止指令信号のいずれかを受信した場合に前記PWM信号を主回路部に送信することを停止する非常停止手段と、
前記上位監視制御装置から前記第1の非常停止指令信号又は前記第2の非常停止指令信号のいずれも受信していない状態で、且つ、前記上位監視制御装置から運転指令信号を受信した場合に、あらかじめ定められた所定の第1の遅延期間だけ遅延して前記PWM信号を発生する手段の動作を開始する手段と、
前記上位監視制御装置から前記第1の非常停止指令信号及び第2の非常停止指令信号を受信していない状態で、且つ、前記上位監視制御装置から運転指令信号を受信した場合に、前記の第1の遅延期間に、前記第1の非常停止指令信号の強制動作信号を発生する第1の試験動作信号の発生手段と、
前記の第1の遅延期間に、前記第2の非常停止指令信号の強制動作信号を発生する第2の試験動作信号の発生手段と、
前記非常停止手段の動作を確認する監視手段と、
を備えたことを特徴とする電力変換システムの電力変換装置。A power conversion device of a power conversion system configured to include a power conversion device that receives a supply of power to drive an electric motor, and a host supervisory control device that is communicably connected to the power conversion device,
The power converter is
Means for receiving at least an operation command signal transmitted from the host supervisory control device for operating and stopping the power converter;
Means for receiving a first emergency stop command signal and a second emergency stop command signal transmitted from the host supervisory control device to perform an emergency stop of the power converter;
A main circuit section having a power conversion section for supplying AC power to the motor;
A control circuit unit that transmits to the main circuit unit a PWM signal that drives a semiconductor element that constitutes a power conversion unit of the main circuit unit,
The control circuit unit is
Either the first emergency stop command signal or the second emergency stop command signal is received from the means for generating the PWM signal, the gate pulse transmitting means for transmitting the PWM signal to the main circuit unit, and the host supervisory control device. Emergency stop means for stopping transmission of the PWM signal to the main circuit unit when
In a state where neither the first emergency stop command signal or the second emergency stop command signal is received from the upper supervisory control device, and when an operation command signal is received from the upper supervisory control device, Means for starting the operation of the means for generating the PWM signal delayed by a predetermined first delay period;
When the first emergency stop command signal and the second emergency stop command signal are not received from the host supervisory control device and when the operation command signal is received from the host supervisory control device, A first test operation signal generating means for generating a forced operation signal of the first emergency stop command signal in one delay period;
Generating means for generating a second test operation signal for generating a forced operation signal of the second emergency stop command signal in the first delay period;
Monitoring means for confirming the operation of the emergency stop means;
A power conversion device for a power conversion system, comprising:
前記ゲートパルス送信の手段の一部として発光素子を使用し、
前記第1の非常停止指令信号を受信した場合は、前記PWM信号を発生する手段から前記発光素子へ送信される信号を遮断し、
前記第2の非常停止指令信号を受信した場合は前記発光素子のへの電源供給を遮断することにより、前記電力変換装置の非常停止を行うことを特徴とする請求項2に記載の電力変換システムの電力変換装置。The control circuit unit uses a light emitting element as part of the means for transmitting the gate pulse,
When the first emergency stop command signal is received, the signal transmitted from the means for generating the PWM signal to the light emitting element is cut off,
3. The power conversion system according to claim 2, wherein when the second emergency stop command signal is received, the power conversion device performs an emergency stop by shutting off power supply to the light emitting element. 4. Power converter.
前記第1の非常停止指令信号と前記第1の試験動作信号の合成信号と前記発光素子の入力信号を比較する手段と、
前記第2の非常停止指令信号と前記第2の試験動作信号の合成信号と前記発光素子の電源端子の電圧の監視手段の出力信号を比較する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項3に記載の電力変換システムの電力変換装置。The monitoring means includes
Means for comparing a composite signal of the first emergency stop command signal, the first test operation signal, and an input signal of the light emitting element;
Means for comparing the combined signal of the second emergency stop command signal, the second test operation signal, and the output signal of the monitoring means for the voltage of the power supply terminal of the light emitting element;
The power conversion device of the power conversion system according to claim 3, comprising:
前記の第1の遅延期間に、前記第2の試験動作信号が発生している状態で、
前記PWM信号を発生する手段を動作させる試験信号を発生させ、
前記PWM信号を発生する手段の出力信号と前記発光素子の入力信号とを比較する手段と、比較の結果を監視する監視手段と、
を備えたことを特徴とする請求項3に記載の電力変換システムの電力変換装置。The control circuit unit is
In the state where the second test operation signal is generated in the first delay period,
Generating a test signal for operating the means for generating the PWM signal;
Means for comparing the output signal of the means for generating the PWM signal with the input signal of the light emitting element, and monitoring means for monitoring the result of the comparison;
The power conversion device of the power conversion system according to claim 3, comprising:
前記第1の遅延期間は、
前記上位監視制御盤の前記第1の非常停止信号と前記第1の非常停止信号の応答信号との不一致検出の時限、及び前記上位監視制御盤の前記第2の非常停止信号と前記第2の非常停止信号の応答信号との不一致検出の時限よりも短いことを特徴とする請求項3に記載の電力変換システムの電力変換装置。The control circuit unit further includes:
The first delay period is:
A time limit for detecting a mismatch between the first emergency stop signal of the upper supervisory control panel and the response signal of the first emergency stop signal, and the second emergency stop signal of the upper supervisory control board and the second 4. The power conversion device for a power conversion system according to claim 3, wherein the power conversion device is shorter than a time limit for detecting a mismatch with the response signal of the emergency stop signal.
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